Un tipo de circuito que actualmente tiene una gran demanda en vista de su aplicación en ionizadores y ozonizadores es el generador o inversor de alto tensión. En nuestro artículo MA126S tratamos estos dispositivos y sus propiedades desinfectantes y bactericidas, además de proporcionar bienestar a las personas con problemas respiratorios. En este artículo nos enfocamos en el principio de operación de generadores de alto tensión, dando algunas ideas para aquellos que desean ensamblar uno.
Tenemos dos posibilidades prácticas para obtener alta tensión continua a partir de tensiones más bajas utilizando un circuito electrónico.
El más simple es el uso de un transformador. Evidentemente, de la manera indicada, podemos aplicar una tensión alterna más baja en su primario y obtener alta tensión alterna en el secundario, rectificándola.
Hay algunos transformadores que se pueden conectar directamente a la red eléctrica, proporcionando tensiones muy altas, del orden de miles de volts, que se usan en lámparas de neón decorativas como se usaban en el pasado en algunos establecimientos comerciales.
En este caso, por supuesto, necesitamos rectificar la alta tensión con diodos apropiados, en el caso de un ionizador o usarlo directamente para la producción de ozono.
Otra alternativa es el uso de un transformador accionado por un circuito electrónico, un inversor que luego genera la alta tensión que puede usarse en un circuito rectificador.
En la figura 2 tenemos un circuito inversor que usa un viejo transformador de televisión utilizado en la producción de alta tensión para el kinescopio.
En el artículo MA037S, el lector puede acceder a la descripción completa de este ionizador negativo utilizando dicho transformador. Alternativamente, el proyecto puede desarrollarse en base a la bobina de encendido de un automóvil.
Pero, una alternativa más interesante y económica es la que hace uso de un multiplicador de tensión usando diodos y capacitores. Los transformadores no son componentes muy convenientes, además de ser caros, dependiendo de la aplicación, pueden ser pesados.
Por lo tanto, encontramos muchos circuitos capaces de generar tensiones muy altas que hacen uso de esta técnica, algunos incluso combinan su acción con la de los transformadores.
El multiplicador de tensión
Los multiplicadores de tensión son convertidores de CA / CC que convierten una tensión alterna de un valor pico dado en una tensión continua cuyo valor es un múltiplo de su valor pico. Un duplicador de tensión, por ejemplo, tiene una tensión de salida continuo que es el doble del valor pico de la tensión alterna aplicado a su entrada.
Tenemos varios tipos de configuraciones de multiplicadores de tensión de acuerdo con la cantidad de veces que aumenta la tensión de entrada. Son los duplicadores, triplicadores, cuadruplicadores y multiplicadores por n, donde n es un número entero. En la figura 3 tenemos los principales tipos de multiplicadores utilizados en circuitos de corriente alterna para la red eléctrica.
El valor del capacitor utilizado para filtrar y almacenar cargas dependerá de la corriente que se debe suministrar a la carga. En funcionamiento, basado en la carpeta convencional de la figura 4, ocurre lo siguiente:
En el semiciclo positivo del suministro, la corriente fluye a través de D1, RS y carga C1 con la tensión máxima de la red eléctrica, con el positivo en el lado de Rs (arriba). En el semiciclo negativo, la corriente fluye a través de D2, a través de Rs y carga C2 con el tensión máxima de la red. En este caso, lo negativo está del lado de Rs a continuación.
Tenga en cuenta, entonces, que de esta manera, los capacitores C1 y C2 están en serie con las tensiones positivas siguiendo la polaridad mostrada en los símbolos, es decir, las tensiones con los que se cargan se suman cuando se aplican a la carga. Esta carga luego recibe el doble de la tensión de pico.
Podemos usar el mismo razonamiento en un multiplicador por n. Simplemente repita el paso formado por un diodo y un capacitor n veces, como se muestra en la figura 5.
En este circuito, la mitad de los capacitores se cargan en los semiciclos positivos del suministro al mismo tiempo que la otra mitad se carga en los semiciclos negativos. Sin embargo, la descarga ocurre con todos ellos conectados en serie en relación con la carga RL alimentada.
Por lo tanto, esta carga recibe n veces la tensión de pico aplicada a la entrada.
Tenga en cuenta que el rendimiento de un circuito de este tipo depende de la capacidad de almacenamiento de los capacitores utilizados. Si solo necesitamos una alta tensión, con una corriente muy baja, como en el caso de un ionizador, los capacitores pueden ser pequeños (10 nF a 1 uF), pero si necesitamos una corriente más alta, necesitamos capacitores de alto valor (1 uF a 47 uF).
Evidentemente, en cada segmento, la tensión de trabajo debe ser mayor que la tensión máxima de la entrada, es decir, la tensión con el que se cargará.
Luego tenemos la posibilidad de ensamblar ionizadores y ozonizadores relativamente simples, como la foto en la que nos ensamblamos y cuyo circuito le daremos a continuación (figura 6).
El circuito con la descripción completa del conjunto se puede ver en el artículo MA131S. Este ionizador tiene 9 etapas de amplificador, generando alrededor de 1 000 V de la red de 110 V y 2 000 V de la red de 220. Esta tensión es suficiente para que un electrodo en forma de aguja produzca una buena cantidad de iones en el medio ambiente.
Se puede encontrar un artículo con una configuración similar en MA131S, con un poco menos de potencia.
En el artículo MA132S se puede encontrar una versión que combina el multiplicador de tensión con un transformador, lo que permite obtener una mayor potencia en la red de 110 V. El diagrama se muestra en la figura 7.
En la sección de Banco de Circuitos de nuestro sitio web puede encontrar muchos otros circuitos generadores de alto tensión.
Inicialmente destacamos el que se muestra en la figura 8, que utiliza una bobina de encendido del automóvil.
Otro se muestra en la figura 10, que requiere un transformador de 15 + 15 V con al menos 3 A y que genera una tensión de alta potencia para aplicaciones que incluyen la producción de ozono.
Para completar, tenemos este circuito que usa un SCR y una bobina de encendido. Se recomienda el transformador de aislamiento con una conexión a tierra secundaria adecuada.
Escriba la palabra llave MAT (generador de muy alto tensión) en la búsqueda del sitio y tendrá docenas de circuitos que puede aprovechar en su proyecto.